Коллиматорный и голографический прицел

В основу действия коллиматорного прицела заложено использование принципа коллимации света, то есть получения параллельного пучка лучей, соответствующих удаленным объектам наблюдения.

Коллиматор представляет собой длиннофокусный объектив, в котором установлена марка, подсвечиваемая специальным устройством. Она имеет вид точечной диафрагмы или сетки с необходимой служебной информацией. Для коллиматорных прицелов, устанавливаемых на стрелковое оружие, марка представляет собой диафрагму, образующую светящуюся прицельную точку.

Коллиматорные прицелы

Коллиматорные прицелы бывают закрытого и открытого типов. Все элементы закрытых коллиматорных прицелов расположены вдоль оптической оси линии визирования и при формировании точки в пространстве, по которой производится прицеливание, незначительно ограничивают область наблюдения. Коллиматор открытых прицелов выведен из поля зрения стрелка и сформированная прицельная марка проецируется на наблюдаемое пространство. Все коллиматорные прицелы имеют однократное увеличение и неограниченный вынос зрачка. Правда, однократное увеличение ограничивает применение таких прицелов на дистанции прямого выстрела. Размер светящейся прицельной точки в различных прицелах составляет от одной до пятнадцати угловых минут.

Существуют прицелы с изменяющейся величиной прицельной точки, которая определяется размером цели и дистанцией.

В коллиматорном прицеле на оптической оси прицела создается подсвеченное изображение прицельной марки - обычно светящейся точки. Марка и цель одинаково резки. Основное отличие коллиматорного прицела от оптического заключается в значительно большем диаметре выходного зрачка (20-30 мм) и его неограниченном выносе, что позволяет не особенно тщательно производить прикладку - достаточно просто совместить прицельную марку с целью.

Обозначения коллиматорных прицелов подобны обозначениям постоянных оптических прицелов, например, 1x20 - однократное увеличение, диаметр входного и выходного зрачка равен 20 мм. Хотя однократное увеличение позволяет использовать прицел только на дальности прямого выстрела, но широкий угол зрения - он должен быть не менее 16° - позволяет стрелять по подвижным целям и прицеливаться с обоими открытыми глазами, используя бинокулярность зрения. Одним глазом стрелок видит и прицельную марку и цель, а вторым глазом - окружающее пространство и цель. Это позволяет стрелять с упреждением даже в тех случаях, когда цель не видна в поле зрения прицела (закрыта оправой прицела).

Открытые и закрытые коллиматорные прицелы

По своей конструкции коллиматорные прицелы подразделяются на закрытые и открытые. Собственно коллиматор служит для формирования изображения прицельной марки и состоит из осветителя (точечного источника света), прицельной марки (диафрагмы с отверстием в центре) и фокусирующего объектива.

Закрытый коллиматорный прицел внешне очень похож на оптический, поэтому хорошо защищен от внешних воздействий, обычно имеет маховики или кнопки регулировки положения прицельной марки и монтируется на стандартных кронштейнах для оптики. Поскольку в закрытых прицелах все элементы системы коллимации расположены вдоль оптической оси прицеливания, происходит частичное затенение поля зрения прицела, к которому добавляются потери света в нескольких линзах.

В открытых прицелах, заключенный в тонкую оправу, объектив представляет собой линзу или стеклянную пластину, установленную под небольшим наклоном к линии прицеливания. Коллиматор находится вне поля зрения (обычно в основании прицела), а изображение прицельной марки проецируется на объектив, снабженный с одной стороны светоотражающим покрытием (мениском), а с другой - прозрачным покрытием. Таким образом в поле зрения прицела будет одновременно видно изображение цели и изображение прицельной марки. Прицел открытого типа хуже закрытого защищен от внешних атмосферных воздействий и механических повреждений, часто имеет специфический узел крепления, однако обладает ясным, не затененным полем зрения и малым весом.

Подобно оптическим прицелам коллиматорные также обладают параллаксом: в закрытых он проявляется мало, а в открытых коллиматорных прицелах может быть весьма значителен - тем больше, чем сильнее глаз стрелка смещен от оптической оси прицела. Чем меньше фокусное расстояние открытого прицела, то есть расстояние от коллиматора до линзы, тем больше наклон линзы и, значит, больше параллакс. Причем параллакс неравномерен: сильнее проявляется при смещении глаза в направлении обратном расположению коллиматора. Открытый коллиматорный прицел для длинноствольного оружия должен иметь фокусное расстояние не менее 100 мм, а для короткоствольного - не менее 50 мм. По аналогии с длиной прицельной линии в механических прицелах коллиматорный прицел с меньшим фокусным расстоянием дает большую ошибку (отклонение в прицеливании) при стрельбе на дальнюю дистанцию. Таким образом, длиннофокусный прицел позволяет с достаточной точностью прицеливаться на дистанцию до 100 метров, короткофокусный - не более 15 метров.

Величина параллакса для коллиматорного прицела определяется так же, как для оптического: прицел закрепляется неподвижно и стрелок, смещая голову вправо-влево и вверх-вниз, наблюдает в прицел смещается ли прицельная марка относительно неподвижной цели, расположенной на выбранной дистанции.

Яркость марки должна превосходить яркости цели и окружающего фона не менее чем в 5-20 раз. Цвет светящейся прицельной марки обычно красный. В простейших прицелах яркость марки может иметь только два значения ("день" - сильное свечение, "ночь" - слабое свечение). В некоторых прицелах в зависимости от цвета цели или фона стрелок может выбирать цвет марки (красный или зеленый). Для выделения марки в поле зрения она может мигать с частотой 12-15 Гц или ступенчато менять свою яркость в автоматическом (используется фотоприемник) или ручном режиме при разных уровнях освещенности. Также может меняться видимый размер прицельной марки, что бывает полезно, если ее размер равен диаметру рассеивания пуль для конкретного оружия. Тем не менее, размер прицельной марки не должен превышать 0,25-1 размера цели.

Прицельная марка может иметь вид точки, перекрестья, перекрестья с разрывом в центре и т.п. Перекрестье с разрывом наиболее практично, так как марка не закрывает собой малоразмерные или удаленные цели.

При выборе коллиматорного прицела нужно обращать внимание, чтобы элементы конструкции или управления положением прицельной марки (маховики или кнопки) не ограничивали поле зрения при прицеливании с обоими открытыми глазами.

Некоторые фирмы начали выпускать оптические прицелы с переменной кратностью 1-4x, которые при единичном увеличении позволяют применять оптический прицел как коллиматорный - используя все преимущества последнего, а при больших увеличениях - как оптический.

Существуют и другие типы коллиматорных прицелов. Некоторые построены на основе оптоволоконной оптики. В них жгут оптических волокон размещен по оптической оси прицела. Верхняя часть прицела открыта и свет, собранный оптическим волокном, вызывает свечение торца жгута, воспринимаемого стрелком как прицельная марка.
Подобную систему имеет механический прицел Glo-Point, разработанный совместно фирмами Truglo и Daisy. В этой системе разноцветное оптоволокно, укрепленное на мушке и по обеим сторонам прорези целика, формирует три светящиеся точки (одну красного цвета и две зеленого), хорошо различимые даже в сумерки.

Дальнейшим развитием коллиматорных прицелов стал голографический прицел. По своей конструкции он подобен открытому коллиматорному прицелу. В поле зрения стрелка располагается плоскопараллельная стеклянная пластина с нанесенным на нее голографическим изображением прицельной марки и другой вспомогательной информации. Кроме того, в некоторых моделях прицелов голографическое изображение может выполнять роль отражателя, как в обычном коллиматорном прицеле. Марка может быть любой формы, размера и даже трехмерной, что позволяет создать марку, представленную в виде светящейся линии, направленной на цель. Подобно коллиматору, опорное излучение, попадая на пластину, делает видимым изображение прицельной марки. Иногда точечный источник света монтируется не в основании прибора, а на оптической оси окуляра.

Голографический прицел отличается компактностью и позволяет за несколько секунд заменять пластину с прицельной маркой на другую, с более подходящим для данных условий стрельбы изображением марки.

Однако широкому распространению голографических прицелов препятствует их значительная цена, относительно слабая защищенность от внешних воздействий и такая особенность, как возникновение цветовых и геометрических искажений наблюдаемых объектов, если в поле зрения прицела попадают яркие источники света.

Достоинства коллиматорных прицелов

• Значительно упрощают и ускоряют процесс прицеливания, так как не надо ничего выравнивать, только совместить марку и цель, при этом отпадает проблема разной фокусировки глаза на цели и марке, что весьма актуально при использовании обычных прицельных приспособлений, где либо цель видна расплывчато, либо мушка. Добавление целика еще больше усложняет прицеливание. Это делает КП особенно привлекательными для лиц, не имеющих большого опыта стрельбы. Скорость прицеливания и результативность стрельбы при использовании коллиматора заметно повышается, особенно это заметно у новичков.
  
  
• Увеличивают точность стрельбы, особенно у лиц, не имеющих большой подготовки. Позволяют пристрелять оружие при значительном смещении СТП - прицелы имеют юстировку в широких пределах.
  
  
• Исправляет недостатки прикладистости ружья, баланса, угла питч и пр.
  Прицельная марка не закрывает цель.
  
  
• Позволяют производить прицельную стрельбу в условиях низкой освещенности, вплоть до полной темноты, лишь бы цель было видно. Лучше только ночной прицел или специальная оптика, но они имеют свои ограничения.

Недостатки коллиматорных прицелов:

Увеличивают массу оружия и изменяют его баланс (последний, правда, обычно в лучшую сторону), ненамного, поскольку коллиматоры весьма не тяжелые. При достаточно тяжелом оружии это практически незаметно.

Коллиматоры открытого типа подвержены загрязнению линзы. Любая оптика требует аккуратного обращения, по-возможности предохранения от попадания мусора и периодической чистки с соблюдением правил (пальцем нельзя). На закрытые коллиматоры можно одеть прозрачные колпачки с обеих сторон, которые защитят окуляр и объектив. Их можно чистить пальцем. Увы, светосилу, они, естественно, заметно уменьшают.

Параллакс. Любая оптическая система в разной степени обладает этим явлением: если взять любой оптический или коллиматорный прицел, направить его на какую либо неподвижную цель (лучше, конечно, закрепить его), а потом, не трогая прицел, подвигать головой, т.е. взглянуть на объектив с разных углов, то прицел будет указывать на разные точки на цели, оставаясь неподвижным относительно нее. На практике это весьма неприятное свойство оптики означает, что при разных стойках и способах удержания оружия, оружие будет прицелено в разные точки. Параллакс свойственен практически всем прицелам, дешевым и дорогим, и единственное, что можно сделать, это выбрать прицел, чья относительная ошибка будет малозаметной, т.е. будет находится в рамках желаемой точности стрельбы. Таким образом, при выборе оптики следует обращать внимание на то, насколько стабильно положение занимает голова относительно прицела, и какую ошибку на требуемой дистанции дадут обычные для Вас перемещения Вашей головы относительно прицела. Поскольку при стрельбе из арбалета дистанция ограничивается 100 м, и хороший прицел на такой дистанции не дает значительного смещения, а разброс попаданий является следствием иных факторов в не сопоставимо большей степени. Параллакс хорошего коллиматора 1-1,5 угловых минуты, т.е. 3-4,5 см на 100 м, а при однообразном удержании оружия он равен нулю, так что при выборе прицела для дробовика на параллакс можно внимания не обращать.

У щелочных батареек уменьшается емкость при низких температурах. Зимой на морозе выключать прицел не рекомендуется. Рационально в зимний период носить пару запасных комплектов батареек. Хорошие прицелы имеют автоматическую регулировку яркости не только в зависимости от условий внешней освещенности, но и от степени разряда батарей, поэтому полный разряд элементов питания не происходит внезапно, а будет происходить постепенно, понижением яркости прицельной марки, что позволит пользователю вовремя заметить это и своевременно заменить батарейки. Литиевые элементы питания существенно менее чувствительны к морозу, поэтому даже на сильном морозе (до -35 С) их хватит на несколько суток. В любом случае, пара запасных комплектов батареек стоят недорого и вполне решают все проблемы, связанные с холодом.

Голографические прицелы

Американские инженеры в очередной раз усовершенствовали прицельную систему стрелкового оружия - прицельную марку заменила голограмма, проявляющаяся под воздействием лазерного излучения. Новый голографический прицел превосходит все прежние аналоги: механический, оптический и коллиматорный. Открытые прицельные приспособления типа целика и мушки морально и физически устарели и держатся на современном стрелковом оружии только из-за простоты использования и надежности. Оптические прицелы капризны: они более восприимчивы к ударам, грязи и пыли, а также очень неудобны при стрельбе навскидку.

Компания EOTech заявила, что смогла избавить коллиматорный прицел от некоторых недостатков и начала производство и продажу серии голографических коллиматорных прицелов. Крупная и прозрачная прицельная марка, проявляющаяся под воздействием лазерного излучения, хорошо различима при любой освещенности и расположена по центру прицела, независимо от угла наблюдения. Также она не перекрывает цели и не отвлекает стрелка. Светящийся зрачок виден только стрелку и абсолютно не заметен даже при использовании приборов ночного видения. Кроме того, этот прицел можно использовать при любой погоде - и в дождь, и в снег, и при сильном тумане. Прицельная марка будет отчетливо видна даже в том случае, если выходное окно окажется разбитым.

Стоит отметить, что голографические прицелы EOTech не только с успехом продаются по всему миру - ими заинтересовалось высшее командование ВС США. После недолгих войсковых испытаний ограниченная партия голографических коллиматорных прицелов EOTech была отправлена в Ирак и небольшая партия приборов поступила на вооружение полиции США.